Die Fachleute von Siemens Mobility haben eine Fahrzeugausrüstungslösung für ETCS Level 2-Funktionen der neuesten Generation für den Schweizer Schienenverkehr entwickelt. Die Lösung namens «Swiss App» ist ideal für Kleinserien und Einzelfahrzeuge. Mit dem Bahnunterhaltsunternehmen Scheuchzer SA konnte bereits ein erster Kunde gewonnen werden. Im Lieferumfang enthalten sind Soft- und Hardwarelösungen, Engineering-Leistungen sowie die Inbetriebsetzung und die zulassungsrelevanten Dokumentationen.
Lösung für die Schweiz
Das oberste Ziel der ETCS Lösung Swiss App ist es, Eisenbahnfahrzeuge so preiswert wie möglich mit einer modernen, leistungsfähigen ETCS-Baseline-3-Fahrzeugausrüstung (On-Board Unit, kurz OBU) auszurüsten. Dafür setzt Siemens Mobility konsequent auf die Verschlankung und Vereinfachung der OBU-Integration.
Mit der Inbetriebnahme diverser Level 2-Strecken auf dem Normalspurnetz, können einige Schweizer Strecken nur noch mit einer ETCS-Fahrzeugausrüstung befahren werden. Die Übergangslösung mit ZUB/Signum und dem Balisenlesegerät ETM reicht für diese Strecken nicht. Die Aufrüstung von Fahrzeugen mit ETCS schlägt im Normalfall mit hohen Einmalkosten zu Buche. Neben dem Engineering, Testing und der Validierung trifft dies in besonderem Masse auf die Aufwände für die ETCS-Zulassung sowie für die Wiederzulassung der Fahrzeuge zu. Bei kleinen Serien, älteren oder Einzelfahrzeugen führen diese Einmalkosten zu einem wirtschaftlich unattraktiv hohen Fahrzeug-Stückpreis. Dies stellt insbesondere die Betreiber von Schienenunterhaltsfahrzeugen («gelbe Flotte»), Kleinserienfahrzeugen oder historischen Zügen vor grosse Herausforderungen.
ETCS-Baseline-3-Fahrzeugausrüstung mit Plug-and-Play-Ansatz
Normalerweise haben ETCS-OBU-Produkte lediglich eine generische Typenzulassung; die entsprechenden ETCS-Komponenten müssen jeweils fahrzeugspezifisch konfiguriert, angepasst und die OBU-Integration wieder fahrzeugspezifisch zugelassen werden. Swiss App kommt ohne eine solche fahrzeugspezifische Zulassung aus. Grob vereinfacht ausgedrückt, heisst dies: Auspacken, montieren und einschalten!
Da bei Swiss App die Konfigurationsmöglichkeiten sehr viel kleiner sind, wird eine Swiss App-Typenzulassung angestrebt, die auf alle Swiss App-Projekte angewendet werden kann. Um eine Betriebsbewilligung zu erlangen, muss somit ein Fahrzeugprojekt lediglich den Nachweis erbringen, dass die Einsatzbedingungen der Swiss App erfüllt werden. Da ein generisches, sehr restriktives Bremsmodell zur Anwendung kommt, wurde diese Lösung hauptsächlich für Fahrzeuge konzipiert, die ohne grossen Fahrplandruck verkehren. Ebenso wurde die Lösung für den Schweizer Markt konzipiert, so dass die Integration von herkömmlichen nationalen Systemen (Class-B-Systemen) über die STM-Schnittstelle nicht vorgesehen ist.
Die Swiss App-Lösung umfasst fünf Eckpunkte, die den gesamten Prozess erleichtern:
1. Vorgegebene Projektierungsparameter
Auf eine fahrzeugspezifische Projektierung der rund 2000 Projektierungsparameter wird verzichtet. Es kommt eine generische Projektierung zur Anwendung. Lediglich eine Handvoll Projektierungsgrössen (wie zum Beispiel Antennenabstand zur Fahrzeugspitze) müssen fahrzeugspezifisch projektiert werden. Diese sehr rudimentäre Anpassung muss nicht mehr fahrzeugspezifisch zugelassen werden.
2. Definierte Schnittstellen zum Fahrzeug
Die bei der Swiss App integrierten Schnittstellen sind ausschliesslich als 24-V-Gleichspannungs-Drahtschnittstellen realisiert. Auch der Umfang der Schnittstellen ist auf das notwendige Minimum reduziert und umfasst insbesondere die Eingriffe in die Traktion, Bremse, Betriebsmodi und weitere angelehnte Systeme.
3. Keine Schnittstelle zur Fahrzeug-Leittechnik
Das ETCS-System ist nicht mit der allfälligen Leittechnik des Fahrzeuges verbunden. Signale wie Fahrzeuglänge, Bremsprozente, Türstatus oder Bremszustand werden somit nicht vom Zug zum ETCS übertragen. Ist eine Rückmeldung dennoch gewünscht (wie zum Beispiel beim Zustand der Bremsen), erfolgt die Rückmeldung drahtgebunden. Die gesamte Kommunikation zwischen dem ETCS-System und dem Zug ist über definierte Drahtschnittstellen realisiert.
4. Vorgegebenes, restriktives Bremsmodell
Für die Modellierung der Bremskurve wurden sehr konservative Fahrzeugeigenschaften angenommen. Damit kann dasselbe Bremsmodell mit den Verzögerungskurven für alle Projekte und damit die generische Zulassung verwendet werden. Dies bedeutet jedoch auch, dass traktions- und bremstechnisch höherentwickelte Fahrzeuge, wie etwa moderne Triebzüge, restriktiver überwacht werden als technisch notwendig. Dies wirkt sich entsprechend auf die Fahrperformance aus. Daher ist Swiss App vor allem für Fahrzeuge gedacht und geeignet, die mit geringem Fahrplandruck verkehren (kein S-Bahn-Betrieb im Taktfahrplan, sondern Baufahrzeuge, Rangierfahrzeuge, historische Fahrzeuge).
5. Definierter und zugelassener Swiss App-Abwicklungsprozess
Die einzelnen Kundenprojekte müssen den zur Verfügung gestellten Swiss App-Abwicklungsprozess umsetzen (bestehend aus Checklisten und Templates (Konstruktionsvorlagen) für den Einbau und die Inbetriebsetzung), um eine vereinfachte Wiederzulassung des Fahrzeugs zu erwirken. Auch hier setzt die Swiss App auf ein möglichst schlankes Projekt-Setup: Die Kunden erhalten die Möglichkeit, den Einbau, das Fahrzeugengineering sowie auch die Fahrzeugwiederzulassung in Eigenregie durchzuführen und erhalten dafür von Siemens die standardisierten Templates und Checklisten.
Mit der Firma Scheuchzer SA konnte ein erster Swiss App-Kunde gewonnen werden. Die Zulassung für das Fahrzeug der Scheuchzer SA wird voraussichtlich Anfang 2022 erwartet. Dank Swiss App kann das im Bahnunterhalt tätige Unternehmen die Einsatzmöglichkeiten seiner Flotte langfristig und kostengünstig erhöhen.
ETCS ist als neuer Standart etabliert und verbreitet sich rasch, nun müssten die Fahrzeugausstattungen endlich erschwinglicher werten. Vielleicht ist diese Lösung von Siemens ein entscheidender Schritt dazu und könnte auch für Museumsfahrzeuge einen Durchbruch bringen.